1、摘要：随着科学技术的发展，遥控技术已经渗透到电视、航天、军事、体育生产、生活家电智能控制及工业测控等领域。遥控技术的发展给人们的生活带来了极大的便利。本文介绍一种四路红外遥控开关的设计方法，详细阐述电路组成结构和工作原理。该方法采用芯片组 PT2262/PT2272 进行编解码，PT2272 与红外接收模块连接构成接收系统。该系统通过发射红外光线实现开关的遥控。充分利用其软、硬件资源，使系统具有控制灵活、扩展方便、可实现都通道多功能控制等。关键词红外遥控；接受；发射；PT2262；PT2272引言：红外辐射俗称红外线或红外光，它是人眼看不见的光线，具有强烈的热作用，故又称热辐射。红外遥控技术通
2、过光信号传递信息。红外光波的波长远小于无线电波的波长，所以红外遥控不易影响邻近的无线电设备及其他电器，也不易受到电磁波的干扰，其频率的使用也不像无线受到许多的限制，而且通讯的可靠性高。此外由于红外线为不可见光线，因此对环境影响很小。它有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安全装置中得到了广泛的应用。红外线遥控的缺点是不具有像无线电遥控那样穿过遮挡物质去控制被控对象的能力。因此在许多短距离遥控领域，较多地使用了红外遥控技术。一、设计目的1、能较全面的巩固和应用专业课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型数字系统设计的基本方法。2、能合理、灵活的应用各种标准集成电路器件实现规定的电路系统
3、。3、培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。4、培养独立进行实验，包括电路布局、安装、调试和排除故障的能力。5、培养书写综合设计实验报告的能力。二、设计任务及要求1.整个电路分为发射模块与接收模块，发射模块主要用 PTR2262-IR 芯片配合红外发射二极管完成，接收部分采用 PTR2272-L4 芯片配合一体化红外接收头SM0038 完成；2.可正常进行 4 路遥控，且控制距离应不小于 1 米；工作电压：5V；3.认真查阅资料，掌握 SM0038 结构和使用方法，提出实现上述功能的思路和方法；4.设计和制作红外遥控发射和接收电路；5.PCB 尺寸：发射模块：30X60
4、mm 以内，接收模块：30X70mm 以内；三、设计原理 红外遥控系统的组成红外遥控系统主要由发射模块和接收模块组成。其总体框架结构如图1.红外遥控系统的原理 常用的红外遥控系统一般分发射和接受两个部分。 发射部分的主要元件为红外发光，它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时它发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm 左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同，红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。接收部分的红外接收管是一种光敏二极管，只对红外光线有敏感作用，在实际应用中要给红外接收二极
5、管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种，由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mw 左右），所以红外接收二极管接收到得信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。采用 PT2262 和 PT2272 编码、译码器形成红外遥控收发系统。红外遥控系统包括红外光脉冲编码发射器的红外接收，译码器两大部分。采用 PT2262 和PT2272 编、译码器可以构成多路红外编码系统、多通道全集化红外遥控系统等。其构成编、译码电路结构相对较简单，是一种可实现且较方便的系统。2、PT2262/PT2272 编码解
6、码芯片PT2262/2272 是一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272 最多可有 12 位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空、接高电平、接低电平),任意组合可提供 531441 地址码,PT2262 最多可有 6 位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从 17 脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。编码芯片 PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字(地址码+数据码总共 12 个码位，同步码为 5ms 的低电平)，解码芯片PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据
7、脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262 不接通电源，其 17 脚为低电平，所以 315MHz 的高频发射电路(当然也可作为红外遥控如经 38KHz 载波调制送出)不工作，当有按键按下时，PT2262 得电工作，其第 17 脚输出串行数据信号(如果是 PT2262-IR 则其第 17 脚输出的信号是已经调制在 38KHz 载频上的的串行数据信号)，当 17 脚为高电平期间,315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当 17 脚为低电平期间 315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于 PT2262 的 17
8、 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK 调制）相当于调制度为 100的调幅。PT2272 解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有 L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。M 表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的 6 和 4 表示有几路并行的控制通道，当采用 4 路并行数据时（PT2272-M4），对应的地址编码应该是 8 位，如果采用 6 路的并行数据时(PT2272-M6)，对应的地址编码应该是 6 位。3、电磁继电器电磁继
9、电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。主要部件是电磁铁A、衔铁 B、弹簧 C 和动触点 D、静触点 E.工作电路可分为低压控制电路和高压工作电路两部分，低压控制电路包括电磁继电器线圈(电磁铁 A)，低压电源E1，开关 S;高压工作电路包括高压电源 E2，电动机 M，电磁继电器的触点D、E 部分.合低压控制电路中的开关 S，电流通过电磁铁 A 的线圈产生磁场，从而对衔铁 B 产生引力，使动、静触点 D 与 E 接触，工作电路闭合，电动机工作;当断开低压开关 S 时，线圈中的电流消失，衔铁 B 在弹簧 C 的作用下，使动、静触点 D、E 脱开，工作电路断开，电动机停止工作.只要在线圈两端加上一定
10、的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。电磁继电器是电铃、电话和自动控制电路装置中的重要部件，其实质是由电磁铁控制的开关，在电路中起着类似于开关的作用：(1)用低电压、弱电
11、流控制高电压、强电流;(2)实现远距离操纵和自动控制.利用电磁继电器可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，并且能实现遥控和生产自动化.电磁继电器被广泛地应用于自动控制(如冰箱、汽车、电梯、机床里的控制电路)和通信领域。4、四路红外遥控装置的工作原理发射电路采用 8 位地址编码，4 路数据输出。共开关 S1S8 可设置地址码，每个开关可分别接电源、地和悬空，共有种状态。K1K4 为 4 路输出的控制按钮，分别控制 4 个不同的被控对象。当按钮按下，对应的数据输入端为高电平，同时电源接通，此时电路产生编码，经集成电路内部的调制电路生产频率约为38kHz 的 ASK 信号，1
12、7 脚输出并通过由由 BG3、BG4 和红外发光二极管 D2 组成的驱动电路将红外线发射出来。接收电路使用的解码芯片 PT2272 为非锁存形式。本电路接了 4 个发光二极管演示。接收电路采用频率为 38kHz 的微型红外接收头（Receiver），当接收到发射端发射的载频为 38kHz 的红外信号后，接收头完成放大、解调等过程，输出数字编码信号，经 BG5 放大后输出至 PT2272 的 14 脚，在集成电路 10 内部进行对码。当接收电路的地址编码（通过设置 S9S16 的位置实现）与发射电路地址码一致时，17 脚电位由低变高，发光二极管 D7 亮，表明对码成功。913脚为数据输出端，当发
13、射端的 K1K4 中任一按钮按下（即 PT2262 的 1013 脚中某一脚为高电平时）PT2272 的 1013 对应脚也为高电平，其余引脚为低电平，此高电平可用于驱动负载。四、红外遥控开关设计图1、电路图原理如下：2、pcb 图如下：3、实物图如下：五、心得体会与设计总结作为一名电子信息工程专业的大三学生，我觉得做实训课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。 课程设计是培养
14、学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。这次实训课程设计我们历时两个星期，从理论到实践，学到了很多的东西。同时不仅巩固了以前所学过的知识，而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际
15、动手能力和独立思考的能力。在这次课程设计后我发现自己在一点一滴的努力中对单片机的兴趣也在逐渐增加。这次的课程设计还让我学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻言放弃。 回顾起此次课程设计，我感慨颇多，最重要的是感触是：遇到一个问题时，最重要的一件事就是马上思考检查问题出在哪边，而不是抱怨或者马上请教同学老师。只有这样我们才能真正的学会专业知识，才能越学越会。自己的独立处理问题的能力才会得到提高。还有无论编程中遇到什么问题，都不要怨天尤人。无论自己的程序有多好，都不能骄傲。只有这样做到不骄不躁，力量才会源源不断，才会有更多
16、的灵感。此外，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。 在整个课程设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的
17、学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个课程设计做的还是有一些遗憾，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富。 最后，要感谢指导老师的帮助，在整个课程设计过程中，几乎每一个程序的设计成功都离不开老师的指导和帮助。在老师的辛勤指导之下，学到了很多有用的经验和使用的知识。而且还得感谢身边同学的帮助和交流，在互相帮助和交流的过程中能够学到很多很有创意的编程思想，更加扩宽了自己的思想。参考文献 1余家春，Protel99SE 电路设计实用教程，中国铁道出版社，2004 年2苏长赞，实用遥控技术手册 M.北京：人民邮电出版社，1996.3谢瑞和，周如彪，王晨编码器/解码器专用芯片及其应用 z.华中理工大学，1994.4沈任元,吴勇，数字电子技术基础，机械工业出版社，2006.15
